課程設計（數(shù)電2用4518設計29或28進制計數(shù)器）.doc

西南科技大學信息工程學院電子技術與創(chuàng)新實踐基地現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計課程設計報告設計題目：用4518設計一個29/28進制計數(shù)器：結果用數(shù)碼管顯示，用開關切換兩種進制方式，從1開始計數(shù)專業(yè)班級：姓 名：學 號：指導教師：設計期限：截止到2011.01.07- 9 -一、設計任務 用4518設計一個29/28進制計數(shù)器：結果用數(shù)碼管顯示，用開關切換兩種 進制方式，從1開始計數(shù)。 二、設計要求1.用4518設計出29/28進制計數(shù)器；2.結果用數(shù)碼管顯示；3.用開關切換兩種進制方式；4.從1開始計數(shù)。三、設計內(nèi)容1. 設計思想 要用一個芯片設計一個計數(shù)器必須先搞懂這個芯片。從題目可以看出，要設計的計數(shù)器的核心部位在于4518這個芯片。通過對4518芯片的了解才能著手整個計數(shù)器的設計。首先，可以通過查閱資料得到4518的主要組成部分和主要功能實現(xiàn)方法。通過對4518芯片的介紹，基本確定計數(shù)規(guī)則。這時候還是一個普通的計數(shù)器。要實現(xiàn)29/28進制計數(shù)器還需要通過邏輯門對4518的輸出進行控制。基本方法是使兩片4518的輸出到29/28時通過邏輯門對4518進行反饋，再重新開始計數(shù)，這便實現(xiàn)了29/28進制。 然后將輸出結果顯示到數(shù)碼管?？梢酝ㄟ^兩個4511芯片來實現(xiàn)，一個與4518低位片相連，一個與4518高位片相連。這樣便實現(xiàn)了將計數(shù)結果顯示到數(shù)碼管。要實現(xiàn)從1開始計數(shù)，可以將輸出為0的進行或非，再與個位取或，最后將結果連在輸出端便實現(xiàn)了從1開始計數(shù)。以上便是設計的大體思想及實現(xiàn)方法。2.系統(tǒng)方案或者電路結構框圖先對4518芯片的結構及功能進行了解：（1）.CD4518引腳圖： 圖1. CD4518 引腳圖（2）. CD4518引腳功能：1 9CLOCK時鐘輸入端7 15RESET消除端2 10ENABLE計數(shù)允許控制端3 4 5 6Q1A-Q4A計數(shù)輸出端11 12 13 14Q1B-Q4B計數(shù)輸出端8 VSS地16VDD電源正（3）.CD4518功能介紹：CD4518是二、十進制（8421編碼）同步加計數(shù)器，內(nèi)含兩個單元的加計數(shù)器。每單個單元有兩個時鐘輸入端CLK和EN，可用時鐘脈沖的上升沿或下降沿觸發(fā)。若用ENABLE信號下降沿觸發(fā)，觸發(fā)信號由EN端輸入，CLK端置“0”；若用CLK信號上升沿觸發(fā)，觸發(fā)信號由CLK端輸入，ENABLE端置“1。RESET端是清零端，RESET端置“1”時，計數(shù)器各端輸出端Q1Q4均為“0，只有RESET端置“0”時，CD4518才開始計數(shù)。CD4518采用并行進位方式，只要輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元Q1翻轉(zhuǎn)一次；當Q1為1，Q4為0時，每輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元Q2翻轉(zhuǎn)一次；當Q1=Q2=1時，每輸入一個時鐘脈沖Q3翻轉(zhuǎn)一次；當Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1時，每輸入一個時鐘脈沖Q4翻轉(zhuǎn)一次。這樣從初始狀態(tài)開始計數(shù)，每輸入10個時鐘脈沖，計數(shù)單元便自動恢復到初始態(tài)。若將第一個加計數(shù)器的輸出端Q4A作為第二個加計數(shù)器的輸入端ENB的時鐘脈沖信號，便可組成兩位8421編碼計數(shù)器，依次下去可以進行多位串行計數(shù)。再對4511芯片的功能進行了解（1）.CD4511引腳圖：圖2.CD4511引腳圖（2）.CD4511功能： BI：4腳是消隱輸入控制端，當BI=0 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 LT：3腳是測試輸入端，當BI=1，LT=0 時，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。 A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。在了解了主要芯片的功能及構造后，再進行電路連接，首先將兩個4518芯片與4511芯片進行連接，結果如下： 圖3然后接入信號脈沖結果如下： 圖4可以看到信號源與兩個4518的CP1端口相連，實現(xiàn)信號的輸入?？梢酝ㄟ^屬性改變來改變信號源的頻率，并且可以預想當信號源的頻率越大，計數(shù)器也就顯示得越快。再接入信號源后將數(shù)碼管接入電路，結果如下： 圖5可以看到，與第一個4518芯片相連的4511接的是個位顯示數(shù)碼管，而下面的這個則為十位顯示數(shù)碼管。這也體現(xiàn)出兩個芯片的聯(lián)級情況。然后通過邏輯門控制29/28進制，并通過開關進行控制，結果如下： 圖6要想使計數(shù)器按29/28進制計數(shù)，則需要對其輸出端進行選擇性或非并反饋來確定其計數(shù)進制。并通過一個簡單的單刀雙擲開關來選擇29或者28進制。如上圖，可以明顯看到，當計數(shù)器累計加到29/28時則通過邏輯門進行清0反饋，使計數(shù)進制確定到29/28.最后通過邏輯門控制從1開始計數(shù)并進行仿真，結果如下： 圖7.完整電路及結果這便是完整的電路圖了。首先按動仿真按鈕，計數(shù)器個位顯示“1”，十位顯示“0”，然后個位遞增，到“9”時又循環(huán)為“0”，此時十位進位為“1”，一直到“27”或者“28”時，十位變?yōu)椤?”，個位變成“1”，重新計數(shù)。完成電路設計后，在PCB上畫出電路圖及PCB圖圖8.完整電路圖以下為PCB圖：圖9.頂層圖10.底層圖11.焊盤圖12.完整的PCB圖2. 設計和使用說明這是一個基于4518芯片設計的一個計數(shù)器。先從4518芯片的構造及功能，確定輸入輸出接口，然后通過邏輯門控制其進制。在兩種進制之間通過一個開關來切換。最后通過邏輯門來控制其從1開始計數(shù)。很簡單的一個設計方案，基本滿足設計要求，也沒有太大的創(chuàng)新。四、設計總結近年來，科技發(fā)展迅速，人類對于未知世界的探索取得了前所未有的進步?？v觀上世紀的科技發(fā)展，起主要貢獻的就是電子科技革命。人類通過電子技術的發(fā)展為加快世界進步，改善人類生活等起到了牽動作用。所以，電子技術是科技的標志。通過這次電子技術實驗，也深刻的體會到電子技術的重要性和困難性。它的重要性在于通過電子技術可以實現(xiàn)很難，很繁雜的一些要求。在日常生活中，電子技術幾乎無處不見，它提高我們的生活質(zhì)量，改變我們的生活節(jié)奏。它的困難性在于它的創(chuàng)新。例如在這個實驗中，要實現(xiàn)29/28進制就需要通過對4518芯片的了解和邏輯門的控制才能實現(xiàn)。如何最簡單，最直接，最方便的實現(xiàn)設計要求是設計的精髓與重點。總之，設計電子技術，不僅需要廣泛的相關知識面，精心的設計，發(fā)散的創(chuàng)新思維，更需要鍥而不